JP2014024439A - 車両用電子制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】車両用電子制御装置において、マイクロコンピュータの通常動作が不要な場合における消費電力を極力低減すること。
【解決手段】ECU1において、MCU12は、車両の状態を示す1つもしくは複数の車両状態信号に基づいて動作継続条件が成立するか否かを判定し、その条件が成立すると判定したときに信号出力端子123から出力する動作継続信号をアクティブにし、その他の場合に動作継続信号を非アクティブにする。定電圧電源素子11は、バッテリ9から給電され、INHIBIT端子113の入力信号がアクティブであるときにMCU12に一定電圧の電力を出力し、動作指令信号の入力端の信号が非アクティブであるときに一定電圧の電力を出力しない省電力モードへ移行する。論理演算素子15は、車両状態信号と動作継続信号との論理演算を行い、演算結果の信号を定電圧電源素子11のINHIBIT端子113へ供給する。
【選択図】図1
【解決手段】ECU1において、MCU12は、車両の状態を示す1つもしくは複数の車両状態信号に基づいて動作継続条件が成立するか否かを判定し、その条件が成立すると判定したときに信号出力端子123から出力する動作継続信号をアクティブにし、その他の場合に動作継続信号を非アクティブにする。定電圧電源素子11は、バッテリ9から給電され、INHIBIT端子113の入力信号がアクティブであるときにMCU12に一定電圧の電力を出力し、動作指令信号の入力端の信号が非アクティブであるときに一定電圧の電力を出力しない省電力モードへ移行する。論理演算素子15は、車両状態信号と動作継続信号との論理演算を行い、演算結果の信号を定電圧電源素子11のINHIBIT端子113へ供給する。
【選択図】図1
Description
本発明は、車両の制御に関する処理を行うマイクロコンピュータを備える車両用電子制御装置に関する。
昨今、車両の典型例である自動車は、走行系の制御、電源系の制御又は車載ネットワーク系の制御などの各種の制御を行う多数の電子制御装置を備えている。このような電子制御装置は、一般に、電子制御ユニット(Electric Control Unit)と称されている。車両の電子制御ユニットの中には、車両のエンジンが停止しているときでも、車両の状態に応じて起動しなければならない電子制御ユニットが存在する。
従って、エンジン停止中におけるバッテリ上がりの防止のため、エンジン停止中における電子制御ユニットの消費電力を低減し、いわゆる車両の暗電流を極力低減することが重要である。
通常、車両の電子制御ユニットは、車両の制御に関する処理を行うマイクロコンピュータと、そのマイクロコンピュータに電力を供給する定電圧電源回路とを備えている。定電圧電源回路は、バッテリから給電され、一定電圧の電力をマイクロコンピュータ及びその周辺回路に供給する素子である。
また、マイクロコンピュータは、通常動作モードからそれよりも消費電力の小さいスリープモードへ移行するスリープ機能、及び所定の復帰指令信号が入力されたときにスリープモードから通常動作モードへ復帰するウェイクアップ機能を備えている。従来、車両の暗電流を低減するため、電子制御ユニットのマイクロコンピュータは、状況に応じてスリープモードへ移行するよう設定されている。
また、特許文献1には、電子制御ユニットにおいて、定電圧電源回路から発振回路への電力供給ラインに設けられたスイッチが、マイクロコンピュータ(制御回路)のスリープモードへの移行に同期して遮断されることについて示されている。ここで、発振回路は、マイクロコンピュータの動作用のクロック信号を生成する回路である。
特許文献1に示される電子制御ユニットは、マイクロコンピュータの通常動作が不要な場合に、マイクロコンピュータが発振回路のクロック信号を入力しつつ低い電力で動作するスリープモードの状態よりもさらに消費電力が低い状態となる。
ところで、電子制御ユニットにおいて、定電圧電源回路は、電力の供給先であるマイクロコンピュータ及びその周辺回路が電力を消費していなくても、出力電圧を維持する内部回路がある程度の電力を消費する。
従って、従来の車両の電子制御ユニットは、マイクロコンピュータの通常動作が不要な場合においても、定電圧電源回路の出力電圧を生成するための無駄な電力を消費してしまう。
本発明の目的は、車両用電子制御装置において、マイクロコンピュータの通常動作が不要な場合における消費電力を極力低減することである。
本発明の第1の態様に係る車両用電子制御装置は、以下に示される各構成要素を備える。
(1)第1の構成要素は、車両の制御に関する処理を行うマイクロコンピュータである。このマイクロコンピュータは、車両の状態を示す1つもしくは複数の状態信号に基づいて所定の動作継続条件が成立するか否かを判定し、上記動作継続条件が成立すると判定したときに所定の出力端から出力する動作継続信号をアクティブにし、その他の場合に上記動作継続信号を非アクティブにする。
(2)第2の構成要素は、バッテリから給電され、一定電圧の電力を上記マイクロコンピュータに供給する定電圧電源回路である。この定電圧電源回路は、所定の動作指令信号の入力端の信号がアクティブであるときに一定電圧の電力を出力し、上記動作指令信号の入力端の信号が非アクティブであるときに一定電圧の電力を出力しない省電力状態へ移行する。
(3)第3の構成要素は、上記状態信号と上記動作継続信号との論理演算を行い、演算結果の信号を上記定電圧電源回路の上記動作指令信号の入力端へ供給する論理演算回路である。
(1)第1の構成要素は、車両の制御に関する処理を行うマイクロコンピュータである。このマイクロコンピュータは、車両の状態を示す1つもしくは複数の状態信号に基づいて所定の動作継続条件が成立するか否かを判定し、上記動作継続条件が成立すると判定したときに所定の出力端から出力する動作継続信号をアクティブにし、その他の場合に上記動作継続信号を非アクティブにする。
(2)第2の構成要素は、バッテリから給電され、一定電圧の電力を上記マイクロコンピュータに供給する定電圧電源回路である。この定電圧電源回路は、所定の動作指令信号の入力端の信号がアクティブであるときに一定電圧の電力を出力し、上記動作指令信号の入力端の信号が非アクティブであるときに一定電圧の電力を出力しない省電力状態へ移行する。
(3)第3の構成要素は、上記状態信号と上記動作継続信号との論理演算を行い、演算結果の信号を上記定電圧電源回路の上記動作指令信号の入力端へ供給する論理演算回路である。
また、本発明の第2の態様に係る車両用電子制御装置は、第1の態様の一態様である。第2の態様において、上記状態信号は少なくとも車両のイグニッションスイッチの信号を含む。
各態様に係る車両用電子制御装置は、以下のように動作する。即ち、マイクロコンピュータが、車両の状態信号に基づいて動作継続条件が成立していないと判定した場合、動作継続信号を非アクティブにする。このとき、車両の状態信号は、マイクロコンピュータを停止できる状態を示しているため、車両の状態信号と非アクティブの動作継続信号との論理演算を行う論理演算回路は、定電圧電源回路の動作指令信号の入力端へ非アクティブ信号を供給する。その結果、定電圧電源回路が一定電圧の電力を生成しない省電力状態へ移行し、マイクロコンピュータが完全に停止する。従って、車両用電子制御装置において、マイクロコンピュータの通常動作が不要な場合における消費電力を従来よりもさらに低減することができる。
また、第2の態様において、車両のイグニッションスイッチの信号が、車両のエンジンが停止中であるか否かの判定に有効な信号である。そのようなイグニッションスイッチの信号を含む状態信号は、車両がマイクロコンピュータの動作を停止することが可能な状態であるか否かの判定に用いる信号として有効である。
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
以下、図1に示されるブロック図を参照しつつ、本発明の実施形態に係る車両用電子制御装置の一例であるECU1(Electric Control Unit)の主要部の構成及び動作について説明する。ECU1は、自動車(車両)に搭載され、自動車に搭載された各種の電気機器又は電子機器を制御する機能を備えた装置である。
図1に示されるように、ECU1は、定電圧電源素子11、MCU12(Micro Computer Unit)、ROM13(Read Only Memory)、RAM14(Random Access Memory)、論理演算素子15及び通信制御素子16を備えている。
<定電圧電源素子>
定電圧電源素子11は、車両のバッテリ9から給電され、一定電圧の電力をMCU12に供給する回路を構成する電子デバイスである。そのため、定電圧電源素子11は、入力電圧を出力電圧へ変換する電圧変換回路を有している。定電圧電源素子11は、少なくとも電力入力端子111、電力出力端子112及びINHIBIT端子113を備えている。例えば、定電圧電源素子11は、バッテリ9から電力出力端子112を通じて12Vの電圧の電力が供給され、MCU12の動作電圧を維持した電力を電力出力端子112から出力する。MCU12の動作電圧は、例えば5Vである。
定電圧電源素子11は、車両のバッテリ9から給電され、一定電圧の電力をMCU12に供給する回路を構成する電子デバイスである。そのため、定電圧電源素子11は、入力電圧を出力電圧へ変換する電圧変換回路を有している。定電圧電源素子11は、少なくとも電力入力端子111、電力出力端子112及びINHIBIT端子113を備えている。例えば、定電圧電源素子11は、バッテリ9から電力出力端子112を通じて12Vの電圧の電力が供給され、MCU12の動作電圧を維持した電力を電力出力端子112から出力する。MCU12の動作電圧は、例えば5Vである。
また、定電圧電源素子11のINHIBIT端子113は、定電圧電源素子11の2つの動作モードのいずれかを選択する動作指令信号を入力する端子である。
より具体的には、定電圧電源素子11は、INHIBIT端子113に入力される動作指令信号がアクティブであるときに、一定電圧(MCU12の動作電圧)の電力を生成して出力する動作状態である通常モードで動作する。一方、定電圧電源素子11は、INHIBIT端子113に入力される動作指令信号が非アクティブであるときに一定電圧の電力を生成しない動作状態である省電力モードへ移行する。
例えば、定電圧電源素子11は、電力出力端子111の電圧を変換して電力出力端子112を一定電圧に維持する内部回路を動作させるか否かを、動作指令信号を制御信号として選択的に切り替えるスイッチを内蔵している。省電力モードで動作中の定電圧電源素子11においては、不図示の起動制御回路のみが動作している。この起動制御回路は、INHIBIT端子113に入力される動作指令信号の状態に応じて電圧変換回路への給電を行うか否かを選択的に切り替える。
省電力モードで動作中の定電圧電源素子11は、通常モードでの動作中よりも消費電力が低い。上記のようにINHIBIT端子113に入力される動作指令信号に基づいて動作モードを切り替える定電圧電源素子11は周知であるので、ここではその詳細な説明は省略する。なお、定電圧電源素子11の機能が、1つの電子デバイスではなく複数の電子デバイスの組み合わせからなる回路(定電圧電源回路)によって実現されてもよい。
<MCU、ROM、RAM>
MCU12は、車両の制御に関する処理を行うCPU(Central Processing Unit)を内蔵する電子デバイスである。また、ROM13は、MCU12によって実行される制御プログラムを記憶するメモリである。また、RAM14は、ROM13に記憶された制御プログラムが展開されるメモリである。MCU12は、RAM14に展開された制御プログラムに従って各種の処理を実行する。
MCU12は、車両の制御に関する処理を行うCPU(Central Processing Unit)を内蔵する電子デバイスである。また、ROM13は、MCU12によって実行される制御プログラムを記憶するメモリである。また、RAM14は、ROM13に記憶された制御プログラムが展開されるメモリである。MCU12は、RAM14に展開された制御プログラムに従って各種の処理を実行する。
具体的には、MCU12は、上記制御プログラムを実行することにより、車両の制御に関する処理を行うとともに、車両の状態が自身の動作を継続すべき状態、即ち、動作を停止してはいけない状態であるか否かを判定する動作継続判定処理を随時行う。以下の説明において、車両の状態がMCU12の動作を継続すべき状態、即ち、動作を停止してはいけない状態であることを示す条件のことを動作継続条件と称する。
例えば、MCU12は、信号入力端子121から入力される各種の状態信号の状態が、予め定められた複数の状態のいずれに該当するかを判定し、その判定結果に従って車両の機器7に対して制御信号を出力する。図1に示される例では、MCU12は、信号出力端子122を通じて制御信号を出力する。なお、状態信号には、スイッチ81,82の状態を示す信号及びセンサ83の検出信号が含まれる。即ち、スイッチ81,82及びセンサ83は、車両の状態信号を出力する機器の一例である。また、MCU12の信号入力端及び信号出力端は、それぞれ信号入力ポート及び信号出力ポートと換言可能である。
MCU12の制御対象である車両の機器7は、例えば、エンジンの始動モータもしくはドアの施錠と解錠とを切り替えるソレノイドなどの電気機器、又はインジケータもしくはネットワーク制御機器などの電子機器などである。
図1に示される例では、ECU1は、車載LAN6(Local Area Network)を通じた通信の制御を行う通信制御素子16を備えている。MCU12は、通信ポート124を通じて通信制御素子16と接続されている。この場合、MCU12は、通信制御素子16及び車載LAN6を通じて、車載LAN6に接続された他のECUに繋がる機器7を制御することも可能である。図1に示されるように、通信制御素子16は、バッテリ9から定電圧電源素子11を経ずに電力が供給される。
また、通信制御素子16は、車載LAN6を通じた通信が行われているとき、所定の出力端子を通じて出力される通信中信号をアクティブにする。ここで、車載LAN6を通じた通信が行われているときとは、車載LAN6から通信用の信号が入力されてからその信号をMCU12へ伝送する処理が完了するまでの間、及びMCU12から通信用の信号が入力されてからその信号を車載LAN6を通じて他のECUへ伝送する処理が完了するまでの間を意味する。
そして、通信制御素子16は、車載LAN6を通じた通信が行われていないときに、通信中信号を非アクティブにする。通信中信号は、通信制御素子16から論理演算素子15へ供給される。
スイッチ81,82及びセンサ83の状態信号及び通信制御素子16が出力する通信中信号は、車両の状態を示す信号である。以下の説明において、これらの信号のことを車両状態信号と称する。また、MCU12が、通信制御素子16との間でやりとりする信号も、車載LAN6を通じた通信が行われている状態か否かを示す車両状態信号の一つである。
また、MCU12は、動作継続判定処理において、1つもしくは複数の車両状態信号が予め定められた動作継続条件を満たすか否かを判定する。さらに、MCU12は、動作継続判定処理による判定結果に従って、信号出力端子123を通じて論理演算素子15へ出力する動作継続信号の状態をアクティブ及び非アクティブのいずれかに切り替える。
より具体的には、MCU12は、動作継続判定処理において動作継続条件が成立していると判定したときに、信号出力端子から出力する動作継続信号をアクティブにし、その他の場合に動作継続信号を非アクティブにする。なお、MCU12の信号出力端子の信号は、MCU12への通電が停止されてMCU12の動作が停止したときに非アクティブとなることはいうまでもない。
例えば、MCU12は、動作継続判定処理において、イグニッションスイッチ81の状態の信号と、車両のドアが閉状態であるか否かを検出するカーテシスイッチ82の状態の信号と、他のECUとの間で車載LAN6及び通信制御素子16を通じて受信又は送信される信号とが、予め定められた動作継続条件を満たすか否かを判定する。
図1に示される例では、イグニッションスイッチ81の信号は、アクティブHighの信号であり、エンジン始動が可能な状態であるときにアクティブとなり、その他のときに非アクティブとなる。また、カーテシスイッチ82の信号は、アクティブLowの信号であり、車両のドアが閉状態であるときにアクティブとなり、その他のときに非アクティブとなる。
また、MCU12は、他のECUとの間で車載LAN6及び通信制御素子16を通じて信号を受信又は送信しているとき、車載LAN6を通じた通信状態がアクティブな状態であると判定する。
上記の場合、MCU12は、動作継続判定処理において、イグニッションスイッチ81の信号と、カーテシスイッチ82の信号と、通信制御素子16が出力する通信中信号と、MCU12が出力する動作継続信号と、車載LAN6を通じた通信状態と、のうちの少なくともいずれか1つがアクティブ状態であれば動作継続条件が成立していると判定し、そうでなければ動作継続条件が成立していないと判定する。
<論理演算素子>
論理演算素子15は、1つ又は複数の車両状態信号と、MCU12の信号出力端子123から出力される上記動作継続信号との論理演算を行い、演算結果の信号を出力する回路を構成する電子デバイスである。論理演算素子15の演算結果の信号は、上記動作指令信号として定電圧電源素子11のINHIBIT端子13へ供給される。
論理演算素子15は、1つ又は複数の車両状態信号と、MCU12の信号出力端子123から出力される上記動作継続信号との論理演算を行い、演算結果の信号を出力する回路を構成する電子デバイスである。論理演算素子15の演算結果の信号は、上記動作指令信号として定電圧電源素子11のINHIBIT端子13へ供給される。
図1に示されるように、論理演算素子15は、バッテリ9から定電圧電源素子11を経ずに電力が供給される。
図1に示される例では、論理演算素子15は、3つの車両状態信号と上記動作継続信号との論理演算を行う。また、図1に示される例では、論理演算素子15が論理演算に用いる3つの車両状態信号は、イグニッションスイッチ81の信号、カーテシスイッチ82の信号及び通信制御素子16の通信中信号である。
論理演算素子15は、イグニッションスイッチ81の信号、カーテシスイッチ82の信号、通信制御素子16の通信中信号及びMCU12の動作継続信号の全てが非アクティブ状態であれば、定電圧電源素子11のINHIBIT端子13に供給される動作指令信号を非アクティブにする。
一方、論理演算素子15は、上記4つの入力信号のうちのすくなくとも1つがアクティブ状態であれば、定電圧電源素子11のINHIBIT端子13に供給される動作指令信号をアクティブにする。
なお、図1に示される例では、論理演算素子15におけるカーテシスイッチ82の信号入力部に、Lowアクティブ信号をHigh信号に変換して入力するための信号反転回路が設けられている。
以上に示したことから、ECU1は、以下のように動作する。即ち、MCU12が、車両状態信号に基づいて動作継続条件が成立していないと判定した場合、論理演算素子15へ出力される動作継続信号を非アクティブにする。このとき、車両状態信号は、MCU12を停止できる状態を示しているため、車両状態信号と非アクティブの動作継続信号との論理演算を行う論理演算素子15は、定電圧電源素子11のINHIBIT端子13へ非アクティブの動作指令信号を供給する。
そして、非アクティブの動作指令信号が入力された定電圧電源素子11は、通常モードから一定電圧の電力を生成しない省電力モードへ移行する。これにより、MCU12への給電が停止され、MCU12は完全に停止する。
一方、定電圧電源素子11が省電力モードで動作中であるときに、論理演算素子15に入力される複数の車両状態信号のうちのすくなくとも1つがアクティブ状態に変化すると、論理演算素子15は、定電圧電源素子11のINHIBIT端子13に供給される動作指令信号をアクティブ状態にする。これにより、MCU12に対する給電が開始され、MCU12が起動する。
MCU12は、起動してすぐに動作継続判定処理を開始し、以後、止可否判定処理を随時繰り返す。論理演算素子15がアクティブ状態の動作指令信号を出力することによってMCU12が起動した直後は、論理演算素子15に入力される複数の車両状態信号のうちのすくなくとも1つがアクティブ状態である。そのため、MCU12が起動した直後の動作継続判定処理においては、動作継続条件が成立していると判定される。
従って、MCU12の起動後、MCU12が、動作継続判定処理によって動作継続条件が成立していないと判定するまで、INHIBIT端子113に供給される動作指令信号はアクティブ状態に維持され、MCU12に対する給電が継続する。
<効果>
以上に示したように、MCU12の動作継続条件が成立していないときに、定電圧電源回路が一定電圧の電力を生成しない省電力状態へ移行し、MCU12が完全に停止する。従って、ECU1において、MCU12の通常動作が不要な場合における消費電力を従来よりもさらに低減することができる。
以上に示したように、MCU12の動作継続条件が成立していないときに、定電圧電源回路が一定電圧の電力を生成しない省電力状態へ移行し、MCU12が完全に停止する。従って、ECU1において、MCU12の通常動作が不要な場合における消費電力を従来よりもさらに低減することができる。
また、ECU1においては、MCU12が完全に停止した状態であっても、論理演算素子15が、車両状態信号に基づいて動作継続条件が成立する状態になったことを検出し、定電圧電源素子11を通常モードへ移行させる。これにより、MCU12は、定電圧電源素子11から電力供給を受けて起動する。
また、車両において、イグニッションスイッチ81の信号は、エンジンが停止中であるか否かの判定に有効な信号である。そのようなイグニッションスイッチ81の信号を含む車両状態信号は、動作継続条件の判定のための入力信号として特に有効である。
<その他>
以上に示した動作継続条件はあくまで一例である。車両には、制御対象によって異なる複数のECU1が搭載され、ECU1ごとに動作継続条件は異なる。
以上に示した動作継続条件はあくまで一例である。車両には、制御対象によって異なる複数のECU1が搭載され、ECU1ごとに動作継続条件は異なる。
また、ECU1が、信号出力端子122から制御信号を出力することによって機器7を直接制御する機能を備えない場合も考えられる。例えば、複数の車載LAN6を相互に接続するゲートウェイECUは、信号出力端子122を通じて機器を直接制御しない場合がある。また、ECU1が、通信制御素子16を備えていないことも考えられる。
また、ECU1において、MCU12の動作継続条件が成立することは、MCU12の停止可能条件が成立しないことと同義である。同様に、MCU12の動作継続条件が成立しないことは、MCU12の停止可能条件が成立することと同義である。
1 ECU(車両用電子制御装置)
6 車載LAN
7 機器
9 バッテリ
11 定電圧電源素子(定電圧電源回路の一例)
12 MCU(マイクロコンピュータ)
13 INHIBIT端子(動作指令信号の入力端)
13 ROM
14 RAM
15 論理演算素子(論理演算回路)
16 通信制御素子
81 イグニッションスイッチ
82 カーテシスイッチ
83 センサ
111 電力入力端子
112 電力出力端子
113 INHIBIT端子
121 信号入力端子
122,123 信号出力端子
124 通信ポート
6 車載LAN
7 機器
9 バッテリ
11 定電圧電源素子(定電圧電源回路の一例)
12 MCU(マイクロコンピュータ)
13 INHIBIT端子(動作指令信号の入力端)
13 ROM
14 RAM
15 論理演算素子(論理演算回路)
16 通信制御素子
81 イグニッションスイッチ
82 カーテシスイッチ
83 センサ
111 電力入力端子
112 電力出力端子
113 INHIBIT端子
121 信号入力端子
122,123 信号出力端子
124 通信ポート
Claims (2)
- 車両の制御に関する処理を行うマイクロコンピュータと、
バッテリから給電され、一定電圧の電力を前記マイクロコンピュータに供給する定電圧電源回路と、を備える車両用電子制御装置であって、
所定の動作指令信号の入力端の信号がアクティブであるときに一定電圧の電力を出力し、前記動作指令信号の入力端の信号が非アクティブであるときに一定電圧の電力を出力しない省電力状態へ移行する前記定電圧電源回路と、
車両の状態を示す1つもしくは複数の状態信号に基づいて所定の動作継続条件が成立するか否かを判定し、前記動作継続条件が成立すると判定したときに所定の出力端から出力する動作継続信号をアクティブにし、その他の場合に前記動作継続信号を非アクティブにする前記マイクロコンピュータと、
前記状態信号と前記動作継続信号との論理演算を行い、演算結果の信号を前記定電圧電源回路の前記動作指令信号の入力端へ供給する論理演算回路と、を備える車両用電子制御装置。 - 請求項1に記載の車両用電子制御装置であって、
前記状態信号は少なくとも車両のイグニッションスイッチの信号を含む、車両用電子制御装置。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102016218161A1 (de) | 2015-09-22 | 2017-03-23 | Denso Corporation | Elektronische steuereinheit |
US10375613B2 (en) | 2016-11-21 | 2019-08-06 | Beijing Xiaomi Mobile Software Co., Ltd | Method and device for cell reselection |
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2012
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